專利名稱：獲得測量數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種獲得測量數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
近年來除了磁共振斷層造影(MRI)外正電子發(fā)射斷層造影(PET)在醫(yī) 學(xué)診斷中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。如果說MRI為用于顯示體內(nèi)結(jié)構(gòu)和截面 圖像的成像方法，PET則使得可以對活體的新陳代謝活動進(jìn)行可視化和量化。
PET利用正電子輻射器和正電子湮沒的特殊特性，以量化地確定器官或細(xì) 胞區(qū)域的功能。在此在進(jìn)行檢查之前對患者給以適當(dāng)?shù)摹⒂梅派湫院藰?biāo)記的化 合物(放射性藥物)。在正電子被擊碎時發(fā)出放射性核，其在短距離之后與電子 發(fā)生相互作用，由此進(jìn)入所謂的湮沒(Annihilation )。在此產(chǎn)生兩個彼此相反 方向(錯開180。)飛行的伽瑪量子。這些伽瑪量子由兩個相對置的PET檢測模 塊在特定的時間窗內(nèi)采集(符合測量)的，由此可以確定湮沒的地點(diǎn)在該兩個 檢測模塊之間的連線上的位置。
為了驗(yàn)證，PET中的檢測器模塊一般必須覆蓋支架弧長的大部分。檢測器 模塊被劃分為側(cè)邊長幾毫米的檢測器元件。在測量伽瑪量子時每個檢測器元件 都產(chǎn)生一個事件記錄，其給出時間和驗(yàn)證地點(diǎn)、即相應(yīng)的檢測器元件。這些信 息被傳送到快速邏輯電路并在那里進(jìn)行比較。如果兩個事件同時發(fā)生在一個最 大時間間隔中，則在兩個所屬的檢測器元件之間的連線上發(fā)生湮沒過程。PET 圖像的再現(xiàn)利用斷層造影算法、即所謂的反投影來實(shí)現(xiàn)。
為了能夠詳細(xì)回答診斷設(shè)問，如癌癥診斷中的診斷設(shè)問，采用磁共振(MR) 光譜分析來區(qū)分病理組織和正常組織。由此可以一般地檢驗(yàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)。共振線 的位置及其細(xì)微結(jié)構(gòu)受被激勵的核的化學(xué)環(huán)境的影響。該化學(xué)環(huán)境一般被稱為 "化學(xué)位移"。因此通過對人體不同點(diǎn)上的^f茲共振光譜分析可以識別不同的組織 類型。尤其是可以給出對身體不同部位的不同組織類型的量化結(jié)果。
由WO 02/079801 A2公開了 一種方法，利用該方法可以在借助SPECT、PET
或CT再現(xiàn)圖像之后選擇感興趣區(qū)域，在該感興趣區(qū)域中進(jìn)行活組織檢查。
為獲得患者身體的診斷相關(guān)的數(shù)據(jù)，在患者身體的不同檢查體元上標(biāo)記磁 共振光譜。在選擇適當(dāng)?shù)臏y量參數(shù)時，首先考慮為了測量光譜須使被激勵的檢 查立體盡可能大，以在光譜中獲得盡可能高的信噪比。另一方面還應(yīng)使檢查立 體盡可能小，以便在光譜中僅對組織位置或病灶成像而不涉及周圍健康組織。 通過該兩個條件保證光譜中健康組織和病理組織之間的區(qū)別盡可能大并由此而 能夠很好地區(qū)分這些組織。由此可以準(zhǔn)確地區(qū)分不同的組織類型。但該兩個條 件又是相矛盾的，從而對待激勵的檢查立體的最佳選擇常常是十分困難的。
對于一企查可以采用不同的方法。對于所謂的單體素光語學(xué)方法來說，僅選
出MR圖像的單個圖像元素用于繼續(xù)處理，因此檢查立體受限于立體元素。在 "化學(xué)位移成像"中借助梯度系統(tǒng)對光譜信號進(jìn)行位置編碼。其結(jié)果是空間柵
格形分布的光譜。
為了選出檢查體元例如采用MR圖像。在MR圖像中可見的患者的解剖結(jié) 構(gòu)被用作選擇的基礎(chǔ)，即便是在病理結(jié)構(gòu)如腫瘤在MR圖像中幾乎不可見也是 如此。因此對于優(yōu)化定位以及選擇立體元素僅有少量支持點(diǎn)。因此檢查體元的 大小常常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇的。
所述有針對性地選擇檢查體元用于隨后的檢查的問題不僅出現(xiàn)在MR光譜 分析中，在所謂的功能MR成像(fMRI)、擴(kuò)散圖(Diffusionskart )、 Tl和T2 加權(quán)圖像，以及量化參數(shù)圖中也存在有針對性地并且盡可能好地選擇檢查立體 的問題。同樣在其它檢測方法中，如計(jì)算機(jī)斷層造影(灌注測量、多能量成像) 或X射線，也得益于有針對性的立體選擇。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進(jìn)的方法，借助該方法可 以獲得有針對性地選擇的人體的檢查立體的測量數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過一種獲得測量數(shù)據(jù)的方法來解決，在此首先實(shí)施 PET檢查并獲得患者身體的數(shù)據(jù)組。借助所獲得的PET數(shù)據(jù)借助該數(shù)據(jù)組的測 量值確定患者體內(nèi)的至少一個感興趣區(qū)域。然后在該至少一個感興趣區(qū)域內(nèi)應(yīng) 用檢查方法。替代地，還可以對檢測方法的在感興趣區(qū)域內(nèi)的已有的測量數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析。在這兩種情況下采用PET數(shù)據(jù)來確定感興趣區(qū)域都具有能夠借助 PET成像高度描述不同病理的優(yōu)點(diǎn)。這包括其邊界可見的結(jié)構(gòu)的以及化學(xué)的異 常。
這樣尤其是在采用高度描述性的PET生物學(xué)標(biāo)記如標(biāo)記的氨基酸的情況 下可以例如很好地將疾病區(qū)域與患者的周圍腦組織隔離開來。通過這種方式可 以選擇具有病理的高度描述的感興趣區(qū)域，然后在該區(qū)域上進(jìn)行繼續(xù)檢查。在 常規(guī)磁共振圖像上定位時由于對不同區(qū)域的不良區(qū)分性而帶來的不可靠性在 PET圖像上不會發(fā)生或至少被極大地消減。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，作為檢查實(shí)施》茲共振光譜分析。由此可以詳 細(xì)區(qū)分病理組織類型。
本發(fā)明的其它優(yōu)選實(shí)施方式尤其涉及對感興趣區(qū)域的定義。這既可以通過 4喿作者的交互對PET數(shù)據(jù)組實(shí)施，也可以通過自動分割來進(jìn)行。在此對PET 數(shù)據(jù)組自動進(jìn)行分析并將其以不同的信號強(qiáng)度劃分為不同的區(qū)域。由于在PET 數(shù)據(jù)組中病理組織的信號強(qiáng)度特別高或特別低，因此可以獲得用于后續(xù)檢查的 相關(guān)的區(qū)域。在另一種方法中，這樣確定該區(qū)域，其中尋找明顯偏離參考值的 相關(guān)的測量值。這樣，隨后的檢查將在該具有偏離強(qiáng)度的相關(guān)測量值的區(qū)域上 實(shí)施。
這樣定義的區(qū)域可以是兩維的也可以是三維的。
在另 一替代實(shí)施方式中，通過將PET數(shù)據(jù)組與參考數(shù)據(jù)組相比較來識別感 興趣區(qū)域。參考數(shù)據(jù)組例如可以由從健康人獲得的PET圖像的圖集獲得。就此 說來，可以很快識別出是否存在與存儲在圖集中的PET數(shù)據(jù)組中的健康組織相 區(qū)別的病理組織。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，利用PET圖像中的信息來對用戶推薦用 于后續(xù)檢查的其它參數(shù)。除了本已提出的位置之外例如還可以建議根據(jù)選出的 身體部位或待檢查的病癥而特殊裁剪的、特定的磁共振序列。
以下結(jié)合附圖借助實(shí)施例描述本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施方式。其中示出:


圖1示意性示出MR-PET組合設(shè)備；
圖2示出本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式的示意流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例優(yōu)選應(yīng)用于組合的MR-PET設(shè)備。組合設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于可
以同心地獲得MR數(shù)據(jù)和PET數(shù)據(jù)。這使得可以利用第一模態(tài)(PET)的數(shù)據(jù) 準(zhǔn)確定義感興趣區(qū)域中的檢查立體，并將這些信息在另一模態(tài)(如磁共振)中 使用。盡管可以從外部PET設(shè)備將感興趣區(qū)域的立體信息傳輸?shù)組R設(shè)備，但 對于數(shù)據(jù)配準(zhǔn)來說會提高成本。在絕大多數(shù)情況下由于缺乏與選擇的放射性藥 物和身體部位相關(guān)的對PET數(shù)據(jù)中解剖結(jié)構(gòu)的顯示而使配準(zhǔn)非常地不準(zhǔn)確。
詳細(xì)描述的本發(fā)明的實(shí)施例不局限于對光譜學(xué)數(shù)據(jù)的測量。 一般來說是在 PET數(shù)據(jù)組上選出的感興趣區(qū)域上利用磁共振或其它成像方法來確定可確定的 數(shù)據(jù)。例如，替代光譜學(xué)數(shù)據(jù)還可以借助在感興趣區(qū)域中的磁共振檢查獲得 fMRI數(shù)據(jù)、擴(kuò)散圖(Diffusionskart)、 Tl和T2加權(quán)圖像，或量化參數(shù)圖 (quantitative Parameter-Kart )。同樣，還可以使用計(jì)算機(jī)斷層造影(例如灌注 測量、多能量成像)或X射線。優(yōu)選在所描述的方法上借助PET數(shù)據(jù)組將感興 趣區(qū)域非常有針對性地局限在具體存在的患者的病理上。
但作為補(bǔ)充還可以采用多種所謂的示蹤劑來顯示PET數(shù)據(jù)組中的不同生 物學(xué)特性，并由此更進(jìn)一步優(yōu)化感興趣區(qū)域以及由此確定的立體，或者一次選 出多個不同的檢查立體，然后在后續(xù)的檢查中對它們進(jìn)行分析。
圖1示出將MRI圖像顯示與PET圖像顯示相重疊的公知的裝置1。裝置1 由/^知的MRI管2構(gòu)成。
MRI管2定義了垂直于圖1圖紙面延伸的縱方向z。
如圖1所示，在MR1管2內(nèi)設(shè)置了多個圍繞縱方向z成對地相對設(shè)置的 PET檢測單元3。 PET檢測單元3優(yōu)選由APD光電二極管陣列5和連接于其前 的由LSO晶體構(gòu)成的陣列4以及電子放大電路(AMP) 6構(gòu)成。但本發(fā)明并不 局限于由APD光電二極管陣列5和連接于其前的LSO晶體陣列4構(gòu)成的PET 檢測單元3，而是還可以使用其它類型的光電二極管、晶體及裝置。
通過計(jì)算機(jī)7實(shí)現(xiàn)對重疊的MRI圖像顯示和PET圖像顯示的圖像處理。
MRI管2沿其縱方向z定義圓柱形的第一^L野。多個PET^r測單元3沿縱 方向z定義圓柱形的第二視野。按照本發(fā)明，PET檢測單元3的第二視野基本 上與MRI管2的第一^L野一致。這通過沿縱方向z相應(yīng)地匹配PET4企測單元3 的設(shè)置密度來實(shí)現(xiàn)。
圖2示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的示意流程圖。在此在第一方法步驟Sl 中為患者給予具體適合于待成像的存在的病理如腫瘤的放射性藥物以及PET生 物學(xué)標(biāo)記。在第二方法步驟S3中，將患者送入組合的PET-MR設(shè)備并記錄PET數(shù)據(jù)組。在第三方法步驟S5中，對PET數(shù)據(jù)組進(jìn)行分析。在此借助所描述的 方法，即通過用戶手動地進(jìn)行分割或通過與參考值比較來確定一個或多個具有 高信號強(qiáng)度的感興趣區(qū)域和相應(yīng)的檢查立體。在第四方法步驟S7中，由用戶 選擇磁共振檢查方法。替代地還可以由系統(tǒng)來建議磁共振檢查方法。該建議例 如可以基于懷疑的或已診斷出的但仍需借助該檢查進(jìn)行詳細(xì)診斷的患者病癥而 做出。在第五方法步驟S9中，設(shè)置所選擇的檢查方法。在此由系統(tǒng)自動建議 測量參數(shù)。這些測量參數(shù)例如保存在數(shù)據(jù)庫中并且與具體的身體部位或病癥圖 像相對應(yīng)。根據(jù)感興趣區(qū)域在PET數(shù)據(jù)組中的位置以及可能由用戶預(yù)先給出的 懷疑的病癥為磁共振檢查選出相應(yīng)參數(shù)并例如在計(jì)算機(jī)顯示器上展示給用戶。 在第六方法步驟S11中，實(shí)施對感興趣區(qū)域的實(shí)際磁共振檢查。在此獲得對各 感興趣區(qū)域中病理的說明的測量數(shù)據(jù)。由此可以對例如病癥的變化進(jìn)行有針對 性的診斷。
替代地，還可以同時進(jìn)行MR檢查和PET檢查。在這種情況下，通過PET 檢查的結(jié)果影響對MR數(shù)據(jù)的分析而不是MR數(shù)據(jù)記錄。
對于磁共振檢查的實(shí)施有多種可能性。這樣就可以進(jìn)行單體素光譜分析， 以更準(zhǔn)確地對位于感興趣區(qū)域中的組織的病癥進(jìn)行才全查。在此可以將待4企查的 立體定義為正方體，該正方體盡可能準(zhǔn)確地包含借助PET數(shù)據(jù)組定義的感興趣 區(qū)域的立體。替代地還可以在單體積光譜分析中激勵任意形狀的立體，并為此 而采用合適的高頻脈沖。這些特殊的高頻脈沖與梯度系統(tǒng)的脈沖同時使用。類 似地，在接收高頻信號時可以這樣進(jìn)行位置編碼，使得通過入射高頻信號僅激 勵預(yù)先確定的立體。在此尤其具有優(yōu)點(diǎn)的是利用平行的發(fā)送鏈來測量，因?yàn)橛?此可以降低激勵脈沖的持續(xù)時間(發(fā)送SENSE )。該方法基于利用多于一個的 高頻脈沖同時激勵。
在"化學(xué)移位成像，，中可以在數(shù)據(jù)記錄前這樣匹配立體元素柵格(Gitter) 的位置以及體積元素的大小，使得體積元素完全落入借助PET數(shù)據(jù)組定義的立 體，或者全部位于該立體之外。在這兩種情況下立體元素仍為立方體形。
同樣，在"化學(xué)移位成像"中可以這樣優(yōu)化激勵序列，使得立體元素的形 狀與PET數(shù)據(jù)組中定義的立體相同。在這種情況下立體不必是立方體形的。一 種實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的可能的技術(shù)是SLOOP (利用優(yōu)化點(diǎn)展開函數(shù)的空間定位)。在 "化學(xué)移位成像"中在數(shù)據(jù)再現(xiàn)期間可自由選擇立體元素柵格的位置。這尤其 可以用于使立體元素的邊緣與PET數(shù)據(jù)組中定義的立體的邊緣一致。由此可使
磁共振檢查具有盡可能高的位置準(zhǔn)確性。同樣，還可以在再現(xiàn)之后定義其它區(qū) 域，并在該區(qū)域中對立體元素求平均值，由此得出總的光譜。該應(yīng)在其上對立 體元素求平均的區(qū)域同樣可以利用PET數(shù)據(jù)組來定義。
權(quán)利要求
1.一種獲得測量數(shù)據(jù)的方法，具有以下方法步驟實(shí)施PET檢查并獲得患者身體的數(shù)據(jù)組；借助該數(shù)據(jù)組的測量值自動確定患者體內(nèi)的至少一個感興趣區(qū)域；以及實(shí)施至少一種成像檢查方法以獲得該至少一個感興趣區(qū)域內(nèi)的測量數(shù)據(jù)。
2. —種分析測量數(shù)據(jù)的方法，具有以下方法步驟 實(shí)施PET檢查并獲得患者身體的數(shù)據(jù)組；借助該數(shù)據(jù)組的測量值確定患者體內(nèi)的至少一個感興趣區(qū)域；以及 對該至少 一個感興趣區(qū)域內(nèi)的檢查方法的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述檢查方法是磁共振檢查方法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在磁共振檢查的范圍內(nèi)進(jìn)行光譜分析。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過尋找偏離參考值 的相關(guān)的測量值來確定感興趣區(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，感興趣區(qū)域的形狀與相關(guān)的測量值 的形爿大相匹配。
7. 才艮據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過自動分割來確定 感興趣區(qū)域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過將所述數(shù)據(jù)組與 參考數(shù)據(jù)組相比較并尋找與該參考數(shù)據(jù)組的偏差來確定感興趣區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，利用位于感興趣區(qū)域 中的測量值來確定用于^r測方法的測量參數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對感興趣區(qū)域中的 測量數(shù)據(jù)求平均值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲得測量數(shù)據(jù)的方法，其中實(shí)施PET檢查并借助該檢查獲得患者身體的數(shù)據(jù)組。借助該數(shù)據(jù)組的測量值確定患者體內(nèi)的至少一個感興趣區(qū)域，在該至少一個感興趣區(qū)域內(nèi)實(shí)施至少一種檢查方法。
文檔編號A61B6/03GK101336829SQ200810128279
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者于爾根·坎普邁耶, 克里斯廷·施米德豪森, 岡瑟·普拉奇, 塞巴斯蒂安·施米特, 斯蒂芬·羅爾, 邁克爾·西姆特寧斯, 馬丁·勒夸特 申請人:西門子公司